C语言实现的UDP校验和计算与头文件详解

UDP (User Datagram Protocol) 是一种无连接的传输层协议，它在数据传输过程中并不保证可靠性和顺序性，主要用于实时通信，如音频、视频流和在线游戏等。为了确保数据的完整性和正确性，UDP 包头中包含了一个校验和字段，用于检验发送的数据包在传输过程中是否发生错误。 UDP 校验和算法是一种简单但重要的机制，它基于一个16位的奇偶校验算法，通过计算UDP头部和数据部分（payload）的字节和来生成校验和值。C语言程序中，`checksum()` 函数实现了这个算法： 1. 定义 `checksum()` 函数，接受一个16位无符号短整型指针 `buff` 和一个表示数据大小的整数 `size` 作为参数。函数首先将 `cksum` 初始化为0，然后遍历 `buff` 指向的数据块，每次将两个字节相加并转移到 `cksum`。如果 `size` 大于1，会进行循环操作；如果剩余不足一个字节，就将最后一个字节累加到 `cksum`。 2. 在完成所有字节的累加后，`cksum` 需要进行两次补码运算：一次是将 `cksum` 的高16位与低16位相加，然后将结果的高16位再加到低16位上。最后，通过对 `cksum` 取反操作，得到最终的校验和值。 `UdpHeaderChecksum()` 函数则用于计算整个UDP头部（包括IP头和UDP头）以及指定长度的payload的校验和。首先，它创建一个临时缓冲区 `buf`，并将IP源地址和目的地址复制到缓冲区中。接着，根据 `IpHeader` 结构的大小，更新校验和长度 `chksumlen`。然后，将UDP源端口和目的端口复制到缓冲区，并更新 `ptr` 指针指向下一个待处理的区域。最后，调用 `checksum()` 函数计算整个头部和payload的校验和，确保数据包在传输过程中能够被接收方正确解析和验证。 通过这种方式，UDP校验和算法为UDP数据包提供了一种简单的错误检测机制，即使在网络不稳定或者数据包在传输过程中受到干扰时，也能帮助接收端快速识别出错误的数据，提高数据传输的可靠性。然而，校验和并不能纠正错误，仅能发现，所以对于数据的完整性和准确性，通常还需要依赖应用层的其他手段，如TCP协议的确认应答机制。